In kleine woonhuizen en appartementen is verwarming onafhankelijk van elektriciteit. Voor kleine steden en dorpen is een situatie typisch wanneer om verschillende redenen een onderstation uitvalt, de bedrading beschadigd is, enzovoort. Het verwarmingssysteem met natuurlijke circulatie bevat geen enkele module die op het lichtnet zou werken.
Kenmerken van het verwarmingssysteem met natuurlijke circulatie
Elk verwarmingsschema bevat verschillende verplichte elementen:
- De ketel die het water verwarmt - gas, hout, turf. Een vereiste is piëzo-ontsteking, anders is het onmogelijk om het apparaat zonder elektriciteit te starten.
- De toevoerleiding levert verwarmd water aan de radiatoren. Leidingen worden met een bepaalde helling geplaatst - 0,5–1 cm per 1 m, zodat het water door de zwaartekracht kan bewegen. "Warme" waterleidingen worden schuin naar de radiatoren geplaatst.
- Verwarmingsapparaten - batterijen van elk type. Hierdoor vindt de belangrijkste warmteoverdracht plaats.
- Retourleiding - hierdoor wordt het gekoelde koelmiddel teruggevoerd naar de ketel. “Koude” leidingen worden gemonteerd met een helling van 0,5–1 cm per 1 m richting ketel.
- Expansievat - bevindt zich op het hoogste punt van het systeem. Wanneer water wordt verwarmd, neemt het in volume toe. De tank compenseert dit overschot.
Het systeem werkt als volgt: het water warmt op in de ketel, zet uit, de dichtheid neemt af en de vloeistof stijgt langs de centrale stijgleiding. Het expansievat is gevuld om de druk tussen koud en warm water gelijk te maken. Vervolgens wordt het water van bovenaf via de toevoerleiding naar elke batterij verlaagd, waar het wordt gekoeld, waardoor warmte wordt afgegeven aan lucht en oppervlakken. De gekoelde vloeistof beweegt via de retourleidingen naar de ketel. Omdat de dichtheid van het gekoelde water lager is en terugkeert naar de ketel, perst het de minder dichte verwarmde vloeistof eruit, waardoor deze omhoog gaat.
Naast de functie van drukcompensatie vervult het expansievat een andere rol. Samen met water komt er lucht in de leidingen. Wanneer het zich ophoopt, ontstaat er een luchtplug, waardoor het koelmiddel niet door de leidingen kan stromen. Bij convectiesystemen stijgen echter luchtbellen in het expansievat door de ligging van de pijpleiding onder een helling. Omdat dit apparaat open is en in contact komt met lucht, verlaten bellen het systeem.
Het ontwerp is eenvoudig, maar vereist zeer nauwkeurige berekeningen. Water dat langs de buis beweegt, veroorzaakt wrijving, vertraagt en geeft sneller warmte af. Wanneer de richting verandert - draait, vertakt zich, kanalen in de batterijen - neemt de wrijving toe. Als bij de berekeningen geen rekening wordt gehouden met de waterbestendigheid, werkt het systeem niet.
Convectieve verwarming werkt goed in kleine ruimtes. U kunt dus een privéhuis of appartement met één of twee verdiepingen verbranden. Voor een gebouw met 9 verdiepingen is deze optie niet geschikt.
Voor- en nadelen van het systeem
Natuurlijke circulatie biedt het verwarmingssysteem de volgende voordelen:
- Het grootste voordeel is onafhankelijkheid van elektriciteit. Convectieve verwarming werkt onder alle omstandigheden.
- Met de juiste installatie en zorg gaat de zelfvloeiende versie langer dan 30 jaar mee.
- De installatie is heel eenvoudig, routine-inspectie en reparatie veroorzaken ook geen problemen.
- Hoge thermische traagheid - hier circuleert een grote hoeveelheid water. Het koelt langzamer af en geeft langer warmte af.
- Convectieve waterverwarming is stil: er zijn geen elektrische pompen die geluid genereren.
- Het stroomverbruik is minimaal. Dit geldt echter als de leidingen en het gebouw goed geïsoleerd zijn.
- De minimale kosten van het systeem en de installatie.
Het is niet moeilijk om een pomp in het circulatiecircuit te integreren. Dit kan tijdens de installatie of later. Als er elektriciteit is, werkt de verwarming in de modus met geforceerde circulatie en schakelt deze bij afwezigheid automatisch over op de natuurlijke beweging van water.
De zwaartekrachtversie heeft aanzienlijke nadelen, wat de toepassing aanzienlijk beperkt:
- Het systeem wordt alleen bediend door kleine huisjes met één of twee verdiepingen.
- Gebruik buizen met de grootst mogelijke diameter om de hydraulische weerstand te verminderen. Dit maakt installatie moeilijk en de kosten van waterleidingen met een grotere diameter zijn groter.
- Alleen stalen buizen worden aanbevolen. Het is toegestaan om polypropyleen te gebruiken. Andere niet-metalen modellen zijn verboden.
- Het is niet mogelijk om de temperatuur in elke kamer handmatig of automatisch aan te passen.
- Indirecte verwarmingsketels kunnen niet in de regeling worden opgenomen, wat de kosten voor de productie van warm water verhoogt.
- Het is niet mogelijk om een warme vloer uit te rusten.
Het werk van convectieve verwarming wordt aanzienlijk beïnvloed door vernauwingen. Gebruik geen metaal-kunststofbuizen, omdat ze verbonden zijn door fittingen waarvan de diameter kleiner is.
Soorten verwarmingssystemen
Het verwarmingscircuit kan 1 of meer circuits van verschillende lengtes bevatten, met verschillende radiatoren. Elke optie is echter een wijziging van slechts twee modellen - éénpijp of tweepijp.
Enkele buis
Het apparaat is zo eenvoudig mogelijk. Dezelfde pijp brengt op zijn beurt het koelmiddel naar elke radiator en keert terug naar de ketel. De goedkoopste optie en het meest probleemloos is alleen verwarmen met leidingen, zonder radiatoren. Als er batterijen in het circuit zijn opgenomen, moeten er een minimum aan leidingen en kleppen zijn.
Water, dat opeenvolgend naar de laatste radiator beweegt, koelt steeds meer af. Met deze functie wordt rekening gehouden bij het berekenen van het aantal secties.
Er zijn 2 schema's van een enkele buisversie:
- Met de bovenste aansluiting - water komt de batterij van bovenaf binnen via het bovenste mondstuk, verlaat het via de onderste. Het rendement van het systeem is maximaal voor waterverwarming.
- Met de onderste aansluiting - het koelmiddel komt van onderaf de radiator binnen en komt ook via de onderste buis naar buiten. Het pad van het water neemt toe, waardoor de warmteoverdracht van het systeem merkbaar lager is. Hier kunt u geen radiatoren plaatsen met een groot aantal secties. Ondanks het lagere rendement geeft hij er de voorkeur aan om een dergelijk schema in appartementen te installeren, omdat het esthetischer is.
De klassieke versie kan worden geüpgraded door bypass te installeren - takken met een driewegklep en takken met kranen. Met hun hulp kunt u de waterstroom naar een andere radiator aanpassen en indien nodig uitschakelen.
Dubbele leidingsystemen
De optie met een retourleiding wordt tweepijps genoemd. Heet water wordt onder één leiding naar de radiator gevoerd en het gekoelde, van elk verwarmingsapparaat wordt afgevoerd via de retourleiding. Het systeem is veel efficiënter: elke radiator ontvangt bijna evenveel warmte. De mate van verwarming kan op elke batterij worden aangepast, indien nodig, sluit deze uit van het verwarmingscircuit. Een groot pluspunt is een eenvoudigere berekening van de parameters van de pijpleiding en batterijen.
Voer zowel de bovenste als de onderste verbinding uit:
- In het eerste geval bevinden de buizen zich boven de radiatoren.
- In de tweede bevindt de invoerpijp zich onder de batterij.Deze optie is esthetischer, maar de drukval is te laag, waardoor het circuit zeer zelden wordt gebruikt.
Houd bij de berekeningen rekening met de richting van de waterafvoer. Als het samenvalt met de richting van de hete vloeistof, een passerend schema, is de cycluslengte gelijk. In dit geval worden de radiatoren op dezelfde manier warm. Als doodlopend, koud en warm water wordt gebruikt, bewegen ze in verschillende richtingen, die batterijen waarin de cycluscyclus sneller blijkt te zijn, worden verwarmd.
Hoe ziet de circulatiedruk eruit
Bewegend water bij convectieve verwarming geeft alleen het verschil in de dichtheid van warm en koud water. Bij verhitting neemt de dichtheid van het koelmiddel af en stijgt het; bij afkoeling neemt het toe en verdringt het een warmere vloeistof. Hoe groter het verschil in de hydrostatische druk van een kolom met koud en warm water, hoe hoger de circulatiedruk, hoe beter de verwarming.
De belangrijkste taak bij het organiseren van het systeem is het bereiken van de maximale drukval.
- Een verplicht onderdeel van het circuit is de acceleratiecollector of de hoofdverhoger. Dit is een verticale buis die van de warmtewisselaar naar de bovenkant van het systeem stijgt. Hier is een expansievat gemonteerd - een open of gesloten membraan met een luchtklep voor ontluchting.
- De hoofdverhoger moet een maximale temperatuur hebben, dus de collector is geïsoleerd. De hoogte is niet meer dan 10 m. Idealiter komt de stijgleiding niet in contact met de retourleidingen.
- Om een voldoende drukval te creëren, moet u een grote kolom met koude vloeistof creëren. Dit wordt bereikt door de ketel op het laagste punt van het systeem te installeren. In een privéwoning wordt het apparaat in de kelder, in het appartement - in de nis geplaatst. Hoe hoger het batterijniveau boven de ketel, hoe groter de druk die wordt gegenereerd door koud water en hoe actiever warm water wordt verplaatst.
Om de circulatiedruk te verbeteren, zijn batterijen met het grootste werkoppervlak geselecteerd. Hoe beter de warmtedrager warmte overdraagt en hoe kouder het water de ketel binnenkomt, hoe beter de verwarming werkt.
Het principe van het bouwen van een verwarmingssysteem met natuurlijke circulatie
De belangrijkste parameters van verwarming met natuurlijke circulatie zijn circulatiedruk en hydrostatische weerstand. De eerste indicator wordt als volgt berekend:
P = h (p0-p1) = m (kg / cbm-kg / cbm) = kg / m2 = mmHgwaar:
- P - druk in het systeem;
- h - hoogteverschil tussen het midden van de laagste accu en het midden van de ketel;
- p0 - de dichtheid van de verwarmde vloeistof;
- p1- dichtheid van koud water.
Hoe groter het hoogteverschil, hoe groter het drukverlies. De indicator heeft echter een beperking van niet meer dan 3 m.
Het is praktisch onmogelijk om de waarde van de tweede factor te berekenen - hydraulische weerstand. Het model dat het beschrijft is uiterst complex en bevat veel variabelen. Hier zijn beperkt tot berekeningen bij benadering.
Houd u aan de aanbevelingen om de efficiëntie van het systeem te verbeteren:
- Er worden buizen met de grootste diameter geselecteerd. In dit geval neemt het debiet enigszins af, maar neemt de weerstand sterker af.
- Installeer zo weinig mogelijk afsluiters. Zorg ervoor dat het schema een minimum aan wendingen bevat.
- Bij een lagere aansluiting moeten radiatoren zijn uitgerust met Mayevsky-kranen om overtollige lucht af te voeren.
- Voor de collector wordt een metalen buis gebruikt, omdat het belangrijk is om maximale verwarming te bereiken om een drukval te creëren. De buizen die de batterijen bedienen, kunnen zijn gemaakt van polypropyleen.
Een goede thermische isolatie verbetert het verwarmingswerk. De acceleratiecollector, aanvoer- en retourleidingen zijn geïsoleerd als ze door onverwarmde ruimtes gaan.
